تطویر نموذج لتحسین التنبؤ بالإشعاع الشمسی الیومی بغرض التنبؤ بالبخر نتح المرجعی

نوع المستند : Original Article

المؤلف

1 قسم الموارد الطبیعیة والهندسة الزراعیة، کلیة الزراعة، جامعة دمنهور، مصر

2 قسم اتناج النبات ووقایته، کلیة الزراعة والطب البیطری، جامعة القصیم، السعودیة

المستخلص

تستند جدولة الری أساسا على القدرة على تقدیر الاحتیاجات المائیة للنبات، ویعتمد هذا التقدیر على التنبؤ بالبخرنتح المرجعی ETo. وتتعدد النظم المستخدمة للتنبؤ بالبخرنتح المرجعی التی تعتمد معظمها على الاشعاع الشمسی.
 تم اقتراح ثلاثة تعدیلات لمعادلة Hargreaves and Samani (HS)  لحساب کمیة الاشعاع الشمسی الواصل لسطح الأرض فی یوم غیر صحو و ذلک لمراعاة تأثیر بخار الماء فی الغلاف الجوی على التنبؤ بالإشعاع الشمسی. وتمت المقارنة بین القیم المتوقعة للإشعاع الشمسی باستخدام النماذج الثلاثة والقیم من النموذج الأصلی HS وبین الإشعاع الشمسی المقاس باستخدام جذر مجموع مربع الانحرافات RMSE، متوسط الخطأ المطلق المتحیز MABE، متوسط الخطأ المتحیز MBE واختبار T فی أزواج.

أظهر النموذج الأولM1، والنموذج الثانی M2 أداءً أفضل من النموذج الأصلی HS واظهرت نتائج اختبار T أنه لا توجد فروق معنویة بین قیمتی المتوسطین للنموذجین وقیمة متوسط ​​الإشعاع الشمسی المقاس. وتشیر نتائج MBE لکل من M1 وM2 الى ارتفاع القیم المتنبأ بها عن طریق M1 عن القیم المقاسة وانخفاض القیم المتنبأ بها عن طریق M2 عن القیم المقاسة.

أظهرت ایضا النتائج ان قیم الإشعاع الشمسی التی تم التنبؤ بها باستخدام النموذج M1 نتج عنها زیادة فی قیم ETo التی تم التنبؤ بها باستخدام معادلة بنمان مونتیث وهذا یمکن اعتباره تحسینًا فی تقدیر ETo  للمناطق القاحلة وشبه الجافة و التی تمیل فیها معادلة بنمان مونتیث لتقدیر اقل من الحقیقی لقیم البخرنتح المرجعی.
یوصى البحث باستخدام M1 للتطبیقات حیث تکون التنبؤات الزائدة أکثر أمانًا مثل التنبؤ بالبخر نتح واستخدام M2 حیث تکون التنبؤات الاقل أکثر الأمان مثل توقع الإشعاع الشمسی للتطبیقات الشمسیة الحراریة ومجمعات الطاقة الشمسیة.

الموضوعات الرئيسية


Allen, R. G. (1996). Assessing integrity of weather data for reference evapotranspiration estimation. Journal of Irrigation and Drainage Engineering122(2), 97-106.
Allen, R. G. (1997). Self-calibrating method for estimating solar radiation from air temperature. Journal of Hydrologic engineering2(2), 56-67.‏
Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., and Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration-Guidelines for computing crop water requirements-FAO Irrigation and drainage paper 56. Fao, Rome300(9), D05109.
Almorox, J., Hontoria, C., and Benito, M. (2011). Models for obtaining daily global solar radiation with measured air temperature data in Madrid (Spain). Applied Energy, 88(5), 1703-1709.‏
Annandale, J., Jovanovic, N., Benade, N., and Allen, R. (2002). Software for missing data error analysis of Penman-Monteith reference evapotranspiration. Irrigation Science21(2), 57-67.‏
Bakirci, K. (2009). Correlations for estimation of daily global solar radiation with hours of bright sunshine in Turkey. Energy34(4), 485-501.
Benli, B., Bruggeman, A., Oweis, T., and Üstün, H. (2010). Performance of Penman-Monteith FAO56 in a semiarid highland environment. Journal of Irrigation and Drainage Engineering136 (11), 757-765.
Bristow, K. L., and Campbell, G. S. (1984). On the relationship between incoming solar radiation and daily maximum and minimum temperature. Agricultural and forest meteorology31(2), 159-166.‏
Besharat, F., Dehghan, A. A., and Faghih, A. R. (2013). Empirical models for estimating global solar radiation: A review and case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 21, 798-821.
Boes, E. C. (1981). "Chapter 2: Fundamentals of solar radiation." Solar energy handbook, J. F. Kreider and F. Kreith, eds., McGraw-Hili Book Co., New York, N.V.
Blaney, H. F., and Criddle, W. D. (1962). Determining consumptive use and irrigation water requirements (No. 1275). US Department of Agriculture.
Chen, R., Ersi, K., Yang, J., Lu, S., and Zhao, W. (2004). Validation of five global radiation models with measured daily data in China. Energy Conversion and Management45(11-12), 1759-1769.‏
Ertekin, C., and Yaldız, O. (1999). Estimation of monthly average daily global radiation on horizontal surface for Antalya (Turkey). Renewable Energy17(1), 95-102.‏
El-Metwally, M. (2004). Simple new methods to estimate global solar radiation based on meteorological data in Egypt. Atmospheric Research69(3-4), 217-239.‏
El-Metwally, M. (2005). Sunshine and global solar radiation estimation at different sites in Egypt. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics67(14), 1331-1342.
Goodin, D. G., Hutchinson, J. M. S., Vanderlip, R. L., and Knapp, M. C. (1999). Estimating solar irradiance for crop modeling using daily air temperature data. Agronomy Journal, 91(5), 845-851.
Guitjens, J. C. (1982). Models of alfalfa yield and evapotranspiration. Journal of the irrigation and drainage division, 108(3), 212-222.
Harbeck, G. E. (1962). A practical field technique for measuring reservoir evaporation utilizing mass-transfer theory. US Government Printing Office.
Hargreaves, G. H., and Samani, Z. A. (1982). Estimating potential evapotranspiration. Journal of the Irrigation and Drainage Division108(3), 225-230.‏
Hargreaves, G. H. (1994). Simplified coefficients for estimating monthly solar radiation in North America and Europe. Dept. Paper.‏ Departmental of Biological and Irrigation Engineering, Utah State University, Logan
Katiyar, A. K., and Pandey, C. K. (2010). Simple correlation for estimating the global solar radiation on horizontal surfaces in India. Energy35(12), 5043-5048.
Mahmood, R., and Hubbard, K. G. (2002). Effect of time of temperature observation and estimation of daily solar radiation for the Northern Great Plains, USA. Agronomy Journal94(4), 723-733.‏
Majumdar, N. C., Mathur, B. L., and Kaushik, S. B. (1972). Prediction of direct solar radiation for low atmospheric turbidity. Solar Energy13(4), 383-394.
Meza, F., and Varas, E. (2000). Estimation of mean monthly solar global radiation as a function of temperature. Agricultural and Forest Meteorology100(2-3), 231-241.‏
Priestley, C. H. B., and Taylor, R. J. (1972). On the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale parameters. Monthly weather review, 100(2), 81-92.
Sabziparvar A. A. (2008). A simple formula for estimating global solar radiation in central arid deserts of Iran. Renewable Energy 2008;33:1002–10.
Thornton, P. E., and Running, S. W. (1999). An improved algorithm for estimating incident daily solar radiation from measurements of temperature, humidity, and precipitation. Agricultural and Forest Meteorology, 93(4), 211-228.
Willmott, C. J., and Matsuura, K. (2005). Advantages of the mean absolute error (MAE) over the root mean square error (RMSE) in assessing average model performance. Climate research30(1), 79-82.‏
Winslow, J. C., Hunt Jr, E. R., and Piper, S. C. (2001). A globally applicable model of daily solar irradiance estimated from air temperature and precipitation data. Ecological Modelling143(3), 227-243.
Yorukoglu, M., and Celik, A. N. (2006). A critical review on the estimation of daily global solar radiation from sunshine duration. Energy Conversion and Management, 47(15-16), 2441-2450.